Зрительные ощущения

Зрительные ощущения играют ведущую роль в познании человеком внешнего мира. Известно, что 80–90 % информации поступает через зрительный анализатор, около 80 % всех рабочих операций осуществляется под зрительным контролем.

Зрительные ощущения возникают в результате воздействия световых лучей (электромагнитных волн) на чувствительную часть нашего глаза – сетчатку, являющуюся рецептором зрительного анализатора.

Глазное яблоко лежит в защищающем его углублении черепа. Форма глазного яблока близка к сферической. .Его внешняя плотная соединительнотканная оболочка толщиной около 1 мм называется склерой. На передней поверхности глаза склера переходит в прозрачную мембрану, называемую роговицей. Под склерой находится более тонкая – около 0,3 мм – сосудистая оболочка, состоящая в  основном из кровеносных сосудов, питающих глазное яблоко. Внутренняя оболочка – сетчатка. Роговица и хрусталик фокусируют падающий в глаз свет на сетчатке, выстилающей заднию поверхность глазного яблока. Именно в сетчатке находятся светочувствительные клетки. Свет воздействует на находящиеся в сетчатке светочувствительные клетки двух типов – палочки и колбочки, названные так за их внешнюю форму. Светочувствительные рецепторы сетчатки превращают энергию света в нейронный импульс. По волокнам зрительного нерва, сигналы передаются в соответствующую часть  мозга, принимающую и перерабатывающую передаваемую нервами информацию. Схематический разрез глаза показан на рис. 5.

Рис. 5.   Схематический разрез глаза

Световая чувствительность  колбочек меньше, чем у палочек. Палочки приспособлены к тому, чтобы работать при слабом освещении и давать черно-белую картину мира, а колбочки, наоборот, имеют наибольшую чувствительность в условиях хорошего освещения и обеспечивают цветовое зрение.

Интересный эффект, возникающий на сосудистой оболочке глаза человека, можно наблюдать при воздействии на глаз яркой вспышки света. Самый распространенный и хорошо знакомый всем пример «свечения» человеческих глаз – «эффект красных глаз» на фотографиях, сделанных с применением вспышки. Этот эффект возникает при слабой освещенности, когда зрачки максимально расширены и когда, чтобы сделать хороший снимок, фотограф использует вспышку. Хотя зрачок реагирует на яркий свет достаточно быстро (время реакции – от 0,25 до 0,5 с), он  не успевает сузится в момент вспышки. В результате мгновенного воздействия яркого света и его отражения от сосудистой оболочки, наблюдаемый через широко расширенные зрачки и получается  «эффект красных глаз». Поэтому многие фотоаппараты оборудованы приспособлениями, снижающими вероятность этого эффекта. Они основаны на том, что дают «предупредительную» вспышку – перед тем как начать экспозицию пленки, в  течение 0,75 с воздействуют на глаза фотографируемых ярким светом. При этом зрачки сужаются, и уменьшается воздействие вспышки на сосудистую оболочку.

Цвета, которые ощущает человек, делятся на ахроматические  и хроматические.

Ахроматические цвета – черный, белый и промежуточный между ними серый (рис.6).

Рис.6. Ахроматические цвета при переходе от черного к белому

(слева – направо).

Ахроматические цвета отражают палочки, которые расположены по краям сетчатки. Колбочки расположены в центре сетчатки, функционируют только при дневном свете и отражают хроматические цвета. Палочки функционируют в любое время суток. Поэтому ночью все предметы нам кажутся черными и серыми. При слабом освещении колбочки прекращают свою работу и зрение осуществляется аппаратом палочек – человек видит в основном серые цвета.

Хроматические  цвета –  это все оттенки красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового цветов. Классические опыты Ньютона по разложению белого цвета на его составляющие и получению снова составного излучения из его частей являются первыми шагами к пониманию проблемы восприятия цвета глазом.

Раздражителем для зрительного анализатора являются световые волны с длиной волны от 390 до 760 нм. Следовательно, говоря о «синем» или «красном» цвете, мы на самом деле имеем в виду коротко- или длинноволновый свет соответственно, который таким образом воздействует на зрительную систему, что вызывает ощущение синего или красного цветов. Свет с длиной волны около 650–700 нм дает ощущение красного. При длине волны 570 нм возникают ощущения желтого цвета, при 500 нм – зеленого, а при 470 нм – синего цвета. Белый цвет есть результат воздействия на глаз всех световых волн, входящих в состав спектра.

             Иными словами, цвета зависят от того, как именно зрительная система интерпретирует световые лучи с разной длиной волны, которые отражаются от предметов и воздействует на глаз. Лучи света, краски, цветовые фильтры и тому подобное не имеет цвета. Они всего лишь избирательно используют лучистую энергию, испуская или пропуская через себя лучи с определенной длиной волны, отражая одни из них и поглощая другие. Следовательно, цвет – это продукт деятельности зрительной системы, а не неотъемлимое свойство видимого спектра.

Ощущения разного цвета вызываются различной длиной волны, как это показано на рис. 7.

Рис. 7. Цветовой круг

        Любой цвет может быть получен путем смешения двух пограничных с ним цветов. Например, красный цвет получается смешением оранжевого и фиолетового. Противоположные цвета называются дополнительными – при смешении они образуют теплый цвет.

При этом спектральная чувствительность глаза выглядит в виде кривой, показанной на рис. 8. Все цветовые тона, включая нейтральные (серые), могут быть получены с помощью смешения трех основных цветов – красного, синего и зеленого (рис. 9). На этом основана работа цветного телевидения.

Нарушения работы палочкового и колбочкового аппарата приводят к определенным дефектам в зрительных ощущениях. Так, нарушение работы палочкового аппарата (известное как заболевание «куриная слепота») проявляется в том, что человек очень плохо или ничего не видит в сумерки и ночью, а днем его зрение относительно нормальное.

При ослаблении действия аппарата колбочек человек плохо различает или совсем не различает хроматические цвета. Данное заболевание носит название «дальтонизм» (по имени английского физика Дальтона, который впервые его описал). Чаще всего встречается красно-зеленая слепота. Известно, что около 4 % мужчин и 0,5 % женщин страдают дальтонизмом.

Цвет различно влияет на самочувствие и работоспособность человека. Он может способствовать улучшению настроения или, наоборот, ухудшать его. Зеленый цвет, например, создает ровное, спокойное настроение, красный цвет возбуждает, темно-синий – угнетает.

Наряду с цветом на психическое состояние влияет степень освещенности рабочего места. Недостаточность освещения вызывает изменение напряжения глаз при выполнении работы, что приводит к быстрому развитию утомления и появлению близорукости. 

Слуховые ощущения

Звуки, которые мы слышим, являются результатом преобразования определенной формы механической энергии и представляют собой паттерны последующих возмущений давлений, происходящих в разных средах – жидких, твердых или газообразных. Большинство воспринимаемых нами звуков передается по воздуху. Слуховые ощущения относятся к дистантным ощущениям и также имеют большое значение в жизни человека. Благодаря им человек слышит речь, музыку, имеет возможность общаться с другими людьми. Основными физическими характеристиками звуковых волн является частота, амплитуда, или интенсивность, и сложность.

Раздражителями для слуховых ощущений являются звуковые волны – продольные колебания частиц воздуха, распространяющиеся во все стороны от источника звука. Орган слуха человека реагирует на звуки в пределах от 16 до 20 000 колебаний в секунду. Наиболее чувствительно ухо человека к звукам 1000–3000 колебаний в секунду. Строение уха показано на рис.10.

Слуховые ощущения являются отражением звуков различной высоты (высокие – низкие), силы  (громкие – тихие), тембра, различного качества (музыкальные звуки, речь, шумы).

Высота звука зависит от частоты колебания звуковых волн, сила звука определяется амплитудой их колебаний, а тембр – формой колебания звуковых волн.

Рис. 9.  Строение уха:

9 - наружный слуховой проход;  2 - барабанная перепонка;

3 - евстахиева труба;  4 - молоточек;  5 - наковальня;

6 - стремечко; 7 - полукружные каналы; 8-10 - улитка;

11-12 - евстахиева труба; 13 - височные кости черепа

Музыкальные звуки – пение и звуки различных музыкальных инструментов. Шумы – это, например, звук мотора, шум дождя, грохот поезда и т.п.

В звуках речи сочетаются музыкальные звуки (гласные) и шумы (согласные). Слух к различению звуков речи определяется как  фонематический. Он формируется прижизненно, в процессе общения в зависимости от речевой среды, в которой воспитывается ребенок. Овладение иностранным языком предлагает выработку системы фонематического слуха, для чего необходима система упражнений. Музыкальный слух не в меньшей мере социален, чем речевой. Он воспитывается и формируется так же, как и речевой.